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来源：《科技创新导报》2011年第03期
摘 要:阐述跟刀架的一般作用、注意事项、采用正、反走刀车削时应注意事项、产生“竹节形”的主要原因及防治方法。产生“麻花形、多棱形”的主要原因及防治方法。 关键词:跟刀架竹节形多棱形麻花形正反走刀
中图分类号:TG51 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2011)01(c)-0062-01
一般轴的长径比越大,则刚度越小,所以在机械加工过程中,机床、刀具等整个工艺系统极易弯曲和振动,加工后不能获得满意的表面粗糙度和几何精度,还常常由于翘曲、锥度过大、鼓肚或圆度达不到等,从而致使轴的加工误差变大,甚至超差而变为“废品”。因此解决这个难题的方法大致有两方面:其一是在切削时改善刀具的切削角度,选合理的切削用量；其二是增设辅具,即装上跟刀架,用以消除振动,以保证零件的质量和精度。车削速度也可以相应提高,进给 量也可以增大,振动小,车出的零件弯曲度小,提高了生产率,同时也提高了零件的加工精度。特别是车削不允许中间接刀的细长轴,应使用跟刀架装卡。在使用跟刀架车削细长轴时,工件外圆易产生“竹节形”“多棱形”“麻花形”等缺陷,所以在使用跟刀架车削细长轴时需注意以下几方面内容。 1 使用跟刀架车外圆
1.1 使用跟刀架车外圆,根据走刀方向有两种
一种是从床尾向床头走刀,即正走刀；另一种是从床头走向床尾走刀,即反走刀。它们的特点是改变轴向切削分力的方向,使工件由受压力转变为受拉伸力。车削细长轴时需改用反向走刀,走刀的轴向力方向使工件受拉应力。反向切削使工件受到拉伸作用,能消除振颤,使切削平稳,尤其是在车削丝杠外圆和粗车螺纹工序中,由于切削力大,更需要采用反向切削,尾座需装可伸缩的活顶尖。使用跟刀架车削细长轴时,容易产生”竹节形”、“麻花性、多棱形”。它的形成基础是工件的弯曲变形。我们只要抓住工件弯曲变形的实质,采取有效措施,使它尽量减少或控制在一定范围内。 电子关锁
1.2 注意事项
(1)在卡盘的每只卡爪与工件之间垫入Φ4mm×10mm的钢丝,夹入长度为15～20mm。垫入钢丝后,使工作件与卡爪之间成线接触,从而使工件与卡爪之间可以有稍许相对运动。避免工作件被卡爪卡死,起到方向调节的作用,减少工件的弯曲变形。
(2)将机床尾座顶尖改为带弹簧的弹性顶尖。弹力大小由顶尖顶紧的程度决定。当工作件受切削热产生膨胀而伸长时,推动顶尖压缩弹簧作轴后移,避免了工件产生弯曲变形,从而保证加工精度,校正尾座的位置。
(3)对跟刀架的爪脚进行预先研磨。将已车好的圆柱端为基准,研磨支承爪支承面。研磨时,可取主轴转速1000r／min,先干磨,后精研,以提高支承爪圆弧面的密合度和表面硬度。
2 “竹节形”缺陷
2.1 产生“竹节形”缺陷主要原因
黑发液 产生“竹节形”缺陷主要原因,是跟刀架卡爪与工件外圆接触不良,支撑爪压力调整的过大,把工件压向车刀一边,随着走刀长度的增加,工件刚度相应减弱,从而增大了吃刀深度,使车出的工件直径逐渐减小。当跟刀架卡爪行程到达这个小直径的地方,支撑卡爪失去了支撑作
用,工件又恢复正常位置,车出的直径又恢复到开始车削时的大小,卡爪再行程这里时,又开始把工件压向车刀一边,如此反复循环,就使工件出现“竹节形”。其次,在开始车削时,由于吃刀深度掌握不好,或因为让刀现象使刀接触不良,致使外圆形成台阶,已调好的跟刀架卡爪走到此处时,造成支顶过紧,因此导致出现竹节形。如果卡爪顶得太松,又会使工件发生震动,工件表面出现明显振纹。
2.2 防止发生“竹节形”缺陷的措施
接刀必须均匀,防止跳刀现象。使用跟刀架时,最好边走刀边调整跟刀架的支撑爪,以手指感觉到支撑爪已轻轻地接触到工件外圆为准则。由于工件毛坯加工余量明显不均匀,在粗车时产生不均匀的切削力,因而出现竹节形缺陷,遇到这总情况时,在次走刀切削中,必须清除竹节 ,否则影响精车。在切削中已出现竹节形应随时调整支撑爪,使其与竹节形表面轻轻接触,这样可以逐步消除竹节。另外,还可以采取退回走刀架两个竹节的距离,增加0.5mm左右的吃刀深度,再走刀,并随时调整支撑爪,也可以消除竹节。
3 “多棱形”、“麻花形”缺陷
3.1 产生“多棱形”、“麻花形”缺陷的原因
跟刀架支撑爪调节过松,产生低频率震动,易使工件车成“多棱形”。尾座顶针支撑过紧,易使细长工件产生弯曲变形,而车成“麻花形”。加工中的切削热易使工件发生线性膨胀,产生弯曲变形,而车成“麻花形”。毛坯本身弯曲,加工时工件旋转不平衡,产生吃刀不均匀,易使工件车成“多棱形”或“麻花形”。跟刀架和横滑板在切削力的影响下,本身也会发生弹性变形,致使工件和车刀的相对位置发生变化,也可以车成“多棱形”。
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3.2 防止产生“多棱形”、“麻花形”缺陷的措施
检查并调直毛坯的弯曲度,并使弯曲度不超过2mm。尾座顶针不宜过紧,在切削中应随时注意和调整顶针的支顶松紧程度。使用充足的切削液浇注在车刀与工件切削区内,降低切削温度,防止工件因受热而线性膨胀造成顶针支撑过紧,及产生弯曲变形、可防止产生“多棱形”、”麻花形”。当跟刀架、横滑板、刀架等部位刚度不够时,可适当的减少切削深度或走刀量。
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为了增加跟刀架的刚度和稳定性,将跟刀架尺寸加大,并增加加强筋。防止“多棱形”可以将两爪跟刀架改为三爪跟刀架,并增加支撑爪与工件的接触面积,支撑爪的宽度为1～1.5倍工件直径。使用跟刀架时支撑爪的调整顺序:正走刀切削应先调整上面的,然后是侧面的,最后
是下面的支撑爪。反走刀车削时调整顺序与上述相反。
在车削过程中,长轴最容易出现振动的地方,一般是在车刀距卡盘或尾座顶针200～300mm处。这是因为它是处于长轴装卡刚度由强到弱的过渡位置,或者是由于工件中间部分旋转时产生离心力,或者尾座顶针高于主轴中心,以及车床靠近卡盘附近长期使用磨损等原因造成。为消除上述情况一般在轴中间吊一重物。也可根据工件的长度,可不等距在下面垫放v或半圆形木块,使其轻微托牢工件,并保证工件能灵活旋转,所垫木块不要固定,并有少许摆动,以便切削过程中可以前后移动。这样便能在切削时产生的摆动。
综上所述,跟刀架是一种较难掌握的夹具。在使用中,要随时注意工件表面的变化情况,从中抓住的问题的实质,采取相应的措施,进行相应的调整,并采取必要的措施,减少工件的各种弯曲变形,才能保证质量。 opbi
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